La dopamina inhibe algunos circuitos de parada ya que fortalece los circuitos de marcha
Desvelando el misterio de por qué la dopamina congela a los pacientes de Parkinson
CHICAGO - La enfermedad de Parkinson y la adicción a las drogas son enfermedades polares opuestas, pero ambas dependen de la dopamina en el cerebro. Los pacientes de Parkinson no tienen suficiente; los drogadictos consumen demasiado. Aunque la importancia de la dopamina en estos trastornos es bien conocida, la forma en que funciona ha sido un misterio.
Una nueva investigación de la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad de Northwestern ha revelado que la dopamina fortalece y debilita los dos circuitos primarios del cerebro que controlan nuestro comportamiento. Esto proporciona una nueva perspectiva sobre por qué una avalancha de dopamina puede conducir a un comportamiento compulsivo y adictivo, y muy poca dopamaína puede dejar a los pacientes de Parkinson congelados e incapaces de moverse.
"El estudio muestra cómo la dopamina da forma a los dos circuitos principales del cerebro que controlan cómo elegimos actuar y qué sucede en estos estados patológicos", dijo D. James Surmeier, autor principal y profesor Nathan Smith Davis y presidente de fisiología en el Escuela Feinberg. El artículo aparece en la edición del 8 de agosto de la revista Science.
Estos dos circuitos cerebrales principales nos ayudan a decidir si realizar un deseo o no. Por ejemplo, ¿te levantas del sofá y conduces a la tienda por un helado paquete de seis cervezas en una calurosa noche de verano, o simplemente te tumbas en el sofá?
Un circuito es un circuito de "parada" que le impide actuar según un deseo; el otro es un circuito de "marcha" que te invita a la acción. Estos circuitos están ubicados en el cuerpo estriado, la región del cerebro que traduce los pensamientos en acciones.
En el estudio, los investigadores examinaron la fuerza de las sinapsis que conectan la corteza cerebral, la región del cerebro involucrada en las percepciones, los sentimientos y el pensamiento, al cuerpo estriado, el hogar de los circuitos de parada y salida que seleccionan o evitan la acción.
Los científicos activaron eléctricamente las fibras corticales para simular los comandos de movimiento y aumentaron el nivel natural de dopamina. Lo que sucedió después los sorprendió. Las sinapsis corticales que se conectan al circuito "go" se hicieron más fuertes y poderosas. Al mismo tiempo, la dopamina debilitó las conexiones corticales en el circuito de "parada".
"Esto podría ser lo que subyace a la adicción", dijo Surmeier. “La dopamina liberada por las drogas conduce a un fortalecimiento anormal de las sinapsis corticales que impulsan los circuitos de 'marcha' del estriado, mientras que debilita las sinapsis en los circuitos de 'parada' opuestos. Como resultado, cuando ocurren eventos asociados con el consumo de drogas (dónde tomó la droga, qué estaba sintiendo), hay un impulso incontrolable de ir a buscar drogas ".
"Todas nuestras acciones en un cerebro sano se equilibran con el impulso de hacer algo y el impulso de parar", dijo Surmeier. “Nuestro trabajo sugiere que no es solo el fortalecimiento de los circuitos cerebrales que ayudan a seleccionar acciones lo que es crítico para los efectos de la dopamina, es el debilitamiento de las conexiones lo que nos permite detenernos también. "
En la segunda parte del experimento, los científicos crearon un modelo animal de la enfermedad de Parkinson al matar las neuronas de dopamina. Luego observaron lo que sucedió cuando simularon comandos corticales para moverse. El resultado: las conexiones en el circuito de "parada" se reforzaron y las conexiones en el circuito de "marcha" se debilitaron.
“El estudio aclara por qué los pacientes de Parkinson tienen problemas para realizar tareas cotidianas, como estirar la mano sobre una mesa para tomar un vaso de agua cuando tienen sed”, dijo Surmeier.
Surmeier explicó el fenómeno utilizando la analogía de un automóvil. "Nuestro estudio sugiere que la incapacidad para moverse en la enfermedad de Parkinson no es un proceso pasivo como un automóvil que se queda sin gasolina", dijo. “Más bien, el auto no se mueve porque tu pie está atascado en el freno. La dopamina normalmente le ayuda a ajustar la presión sobre los pedales del freno y del acelerador. Le ayuda a aprender que cuando ve una luz roja en una intersección, frena y cuando se enciende la luz verde, quita el pie del freno y pisa el acelerador para continuar. Los pacientes con la enfermedad de Parkinson, que han perdido las neuronas que liberan dopamina, tienen el pie atascado perpetuamente en el freno ".
Comprender la base de estos cambios en los circuitos cerebrales acerca a los científicos a nuevas estrategias terapéuticas para controlar estos trastornos cerebrales y otros relacionados con la dopamina como la esquizofrenia, el síndrome de Tourette y la distonía.
El estudio: control dopaminérgico dicotómico de la plasticidad sináptica del estriado
Ciencia 8 Agosto 2008:
Vol. 321. no. 5890, págs.848 - 851
DOI: 10.1126 / science.1160575
Weixing Shen, 1 Marc Flajolet, 2 Paul Greengard, 2 D. James Surmeier1 *
En las sinapsis entre las neuronas piramidales corticales y las neuronas espinosas del medio estriado principal (MSN), se postula que los receptores de dopamina (DA) postsinápticos D1 y D2 son necesarios para la inducción de la potenciación y la depresión a largo plazo, respectivamente, formas de plasticidad que se cree que subyacen a la asociación. aprendizaje. Debido a que estos receptores están restringidos a dos poblaciones de MSN distintas, este postulado exige que la plasticidad sináptica sea unidireccional en cada tipo de célula. Usando cortes de cerebro de ratones transgénicos receptores de DA, mostramos que este no es el caso. Por el contrario, DA desempeña funciones complementarias en estos dos tipos de MSN para garantizar que la plasticidad sináptica sea bidireccional y hebbiana. En los modelos de la enfermedad de Parkinson, este sistema se desequilibra, lo que lleva a cambios unidireccionales en la plasticidad que podrían ser la base de la patología y los síntomas de la red.
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